混乱的宫廷生活
因为衡山王多次毒打太子，后来衡山王病了，太子也经常声称有病不去服侍。刘孝、王后、刘无采都在衡山王面前说他的坏话：“太子其实没病，他诈称有病，脸上还带有喜色，巴不得您快点儿死掉，他好即位。”衡山王大怒，想废掉太子，改立其弟刘孝。王后知道衡山王已决意废除太子，就又想一并也废除刘孝，好把自己的儿子刘广立为太子。王后有一个女仆善于跳舞，衡山王十分宠爱她。王后打算让女仆和刘孝私通来陷害他，好一起废掉太子兄弟。太子知道了王后的诡计，心想王后屡次诽谤自己，就打算与她发生奸情来堵住她的口。一次宴会上，太子上前为王后敬酒祝寿，趁势坐在了王后的大腿上，要求与她同宿。王后很生气，把此事告诉了衡山王。衡山王召来太子，打算把他捆起来毒打。太子知道父王常想废掉自己而立弟弟刘孝，就对他说：“刘孝和父王宠幸的女仆通奸，无采又和奴仆通奸。父王好好吃饭吧，我打算给朝廷上书。”说罢拂袖而去。衡山王派人去阻止他，不能奏效，就亲自驾车追捕到太子，用镣铐把他囚禁在宫中。
狼狈为奸
刘孝越来越受到衡山王的亲近和宠幸。衡山王很惊异刘孝的才能，就给他佩上王印，号称将军，让他住在宫外的府第中，给他很多钱财，用以招揽宾客。那些登门投靠的宾客，暗中知道淮南王、衡山王都有背叛朝廷的计划，就日夜奉迎挑逗衡山王。于是衡山王指派刘孝的宾客制造战车和箭支，自治天子印玺和将相官印。衡山王日夜访求壮士，多次称赞和例举吴楚反叛时的谋略，当做自己的谋反计划的参考。衡山王不敢仿效淮南王希冀篡夺天子之位，他害怕淮南王起事后吞并自己的国家，期望淮南王带兵西进之后，自己可乘虚发兵占有长江和淮水之间的领地。
一次，衡山王入京朝见天子。路经淮南国，淮南王竟说了些兄弟情谊的话，消除了从前的嫌隙。两人于是彼此约定共同谋反。衡山王便上书推说身体有病，皇上赐书准许他不入朝。
后来，衡山王指使人上书皇上请求废掉太子刘爽，改立刘孝为太子。刘爽闻讯，就派和自己很要好的白嬴前往长安上书，控告刘孝私造战车箭支，还和淮南王的女侍通奸，意欲以此挫败刘孝。白嬴来到长安，还没来得及上书，官吏就因他参与淮南王谋反将他逮捕。衡山王听说刘爽派白嬴去上书，害怕他讲出隐秘，就上书反告太子刘爽大逆不道。朝廷将此事下交沛郡审理。
身败名裂
负责办案的公卿大臣下至沛郡搜捕与淮南王共同谋反的罪犯，没有捕到，却在刘孝家里抓住了要犯陈喜。官吏控告刘孝带头藏匿陈喜。刘孝以为陈喜平素屡次和衡山王计议谋反，很害怕他会供出此事。他听说律令规定事先自首者可免除其罪责，又怀疑太子指使白嬴上书会将谋反之事告发，就抢先自首，控告陈喜等人参与谋反。廷尉审讯验证属实，公卿大臣便请求逮捕审讯衡山王。武帝不同意，派使者赴衡山国就地查问衡山王，衡山王一一据实回答。官吏派兵士把王宫包围起来严加看守。使者还朝，将情况上奏，公卿大臣请求审判衡山王。衡山王闻讯刎颈自杀。刘孝因主动自首谋反之事，被免罪，但他犯下与衡山王女侍通奸之罪，仍处死弃市。王后徐来也犯有以巫蛊谋杀前王后乘舒之罪，太子刘爽犯了被衡山王控告不孝的罪，都被处死弃市。所有参与衡山王谋反事件的罪犯一概满门抄斩。衡山国也被废为衡山郡。